压缩感知雷达超分辨率成像.pdf

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1、第32卷第2期应用科学学报Vb1．32No．22014年3月JOURNALOFAPPLIEDSCIENCES—ElectronicsandInformationEngineeringMar．2014DOI：10．3969~．issn．0255—8297．2014．02．004压缩感知雷达超分辨率成像邓振淼，叶淋美，傅茂忠，张贻雄厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门361005摘要：研究压缩感知理论在逆合成孔径雷达(inversesyntheticapertureradar，ISAR)成像中的应用．雷达发射方位稀疏的探测脉冲，对满足Nyq

2、uist采样定理的雷达去斜回波数据进行稀疏采样，再利用压缩感知重构算法分别重构距离向和方位向的完整的目标特性回波信号．为了得到高分辨的雷达ISAR像，对重构的数据在距离向和方位向分别进行超分辨率处理．实际雷达数据和仿真数据表明ISAR像的分辨率有较大提高，所给出的综合方法可以降低数据量，节省雷达的时间资源，具有良好的应用价值．关键词：压缩感知；雷达成像；重构；超分辨率中图分类号：TN911文章编号：0255．8297(2014)02．0133—08RadarSuper—ResolutionImagingBasedonCompressiv

3、eSensingDENGZhen-miao，YELin-mei，FUMao—zhong，ZHANGYi—xiongSchoolofInformationScienceandEngineeringXiamenUniversity，Xiamen361005,FujianProvince，ChinaAbstract：Applicationofcompressedsensing(CS)ininversesyntheticapertureradarisinvestigatedinthispaper．Theradartransmitssparsep

4、robingpulsesanddechirpedradarechosamplesthatsatisfytheNyquistsamplingtheoremareresampledsparsely．Reconstructionisperformedtothesesparsesamplesbothinrangeandcross-rangedirectionstorecoverthewholeradarechosignalscontainingthetargetcharacteristics．ToobtainhighresolutionISAR

5、images，super-resolutionprocessingonbothrangeandcross—rangedirectionsisconductedonthereconstructeddata．ResultsofprocessingonrealradardataandsimulateddatashowthattheresolutionofISARimagecanbeenhancedsignificantly．Theproposedalgorithmcanreducedatasizeandtimeconsumption，andi

6、svaluableforsuper—resolutionradarimageapplications．Keywords：compressedsensing(CS)，radarimage，reconstruction，super—resolution高分辨率雷达成像系统广泛应用于军用和民用司能．领域，但受Nyquist采样定理的约束，在提高分辨率近年来，压缩感知在雷达成像中的应用成为研以及满足实时性要求的同时，面临采样率高、数据量究热点【1-251．把CS应用于雷达成像需要克服以下问大、快速处理困难等问题的挑战．Candes和Donoho

7、题【1]：1)探测到的目标反射系数必须在某个变换域等人于2004年提出了压缩感知fcompressedsensing，上是稀疏的或可压缩的；21在包含噪声的环境下信CS)理论，指出当信号满足稀疏性条件时可以在低于号重构算法可以处理真实数据，且算法具有良好的效Nyquist速率的情况下采样信号而不丢失信号的主要率和鲁棒性；31采样速率和CS系统动态范围之间的信息．对于高分辨率成像雷达，雷达目标的脉冲响应权衡．文献f21给出了宽带雷达Chirp回波在一个正可由少数重要散射中心来刻画，而这些散射中心数通交字典上的稀疏表示，验证了压缩感知应用于

8、宽带雷常远小于数据样本数．因此，雷达目标响应的稀疏性达的可行性．文献f31将CS理论应用到高分辨率雷使压缩感知在雷达目标探测与成像识别中的应用成为达成像中，在正交基变换上满足稀疏度的信号可收稿日期：2013